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パイプは、石油を精製所から数百マイル離れた流通ポイントに運び、また、自治体のサービスエリアの個々の住居にガスと水を運びます。これらのパイプが破裂することを誰も望まないため、配給会社は使用するパイプの引張強度に細心の注意を払っています。引張強度の主な指標の1つは、指定最小降伏強度であり、通常はSMYSに短縮されます。特定の材料について決定したら、エンジニアは、所定の直径と壁厚のパイプ内の最大許容圧力、またはフープ応力を決定できます。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
指定された最小降伏強度(SMYS)は、Barlowsの式でパイプ内の圧力に関連しています。P= 2St / D、ここでtはパイプの厚さ(インチ)、Dは外径(インチ)です。
バローズフォーミュラ
エンジニアは、圧力を公称壁厚(t)、許容応力(S)、SYMS、およびパイプ直径の逆数(D)に関連付けるBarlows式を使用して、パイプ内の最大許容圧力(P)を計算します)。式は次のとおりです。
P = 2St / D
SYMSは通常、この式で与えられます。問題のパイプ材料に対して事前に決定されており、通常はテーブルで調べることで見つけることができます。ガスまたはオイルの供給システムを設計するとき、コードは通常、式で使用されるSの値が安全バッファーとしての材料のSYMSの72または80パーセントであることを要求します。 SYMSはポンド/平方インチ(psi)で表され、長さの量はインチで表されます。
例
特定のパイプ材料のSMYSは35,000 psiであり、設計上の考慮事項により、その値の72%に減らす必要があります。パイプの外径が8 5/8インチ、壁の厚さが0.375インチの場合、パイプ内の最大許容圧力はいくらですか?
P = 2St / D = 2(35,500 psi)(0.375インチ)/ 8.625インチ=
3,087 psig
単位「psig」はゲージ圧を表します。これは大気圧を考慮した圧力測定です。基本的にはpsiと同じです。
Barlows FormulaからSMYSを決定する
指定された最小降伏強度はほとんどの材料ですでに決定されているため、通常、製造文献を参照することで必要な値を見つけることができます。値を見つけることができない材料についてそれを決定する必要がある場合は、独自の圧力テストを実行し、Sを解くためにBarlows公式を再配置する必要があります。
S = PD / 2t
パイプに流体、通常は水を満たし、パイプが永久に変形し始めるまで圧力を上げます。その圧力をpsigで記録し、パイプの厚さと外径とともに式に代入して、SMYSを平方インチあたりのポンドで取得します。